KR20180103508A - 내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사 의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세섬도의 합성섬유 파이버와 태섬도인 셀룰로오스파이버의 혼합파이버를 사용하여 에어젯트 혼합 방적사를 제조하는 방법에 관한 것으로서 본 발명에 의해서 시각적으로 Wool-Like 성능은 극대화시키면서 일반사인 링방적사 보다 내마찰성이 우수한 Wool-Like 에어젯트 혼합방적사를 제공할 수 있다.

Description

내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사 의 제조방법{Process Of Producing Wool-Like Synthetic―Fiber／Cellulose―Fiber Airjet Complex―Yarn Having Excellent Friction Resistance}

본 발명은 에어젯트 정방기를 이용하여 합성섬유와 셀룰로오스섬유를 혼합하여 모(Wool)과 유사한 시각적 효과를 발현과 동시에 내마찰성을 부여한 Wool-Like 에어젯트 방적사의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적인 Wool-Like 방적사는 Wool과 비슷한 섬도의 Polyester섬유와 Rayon 섬유를 혼합하여 시각적으로 Wool과 유사한 느낌을 주어 고가의 Wool 보다 비교적 싼 가격에 가을부터 겨울용 의류 방적사로서 많이 사용한다.

이와 같은 Wool-Like 방적사의 제조방법은 일반적으로 링 방적으로 꼬임을 부여하는데, 링 방적은 섬유를 평행화시킨 후 트래블러의 회전에 의해 꼬임을 부여하는 방식으로서 내마찰성이 취약하여 세탁시 보풀발생이 많아 사용이 제한적이다.이에 링 컴팩트 방적등을 이용하여 내마찰성을 개선하려는 시도가 있었으나, Wool과 같은 굵은 섬도의 파이버로서 내마찰성을 부여하기에는 컴팩트 방적의 섬유 집속력이 떨어지고, 이또한 방적사의 꼬임구조가 링방적사의 전형적인 구조로서 파이버의 비틀림에 의한 꼬임구조이므로 Wool-Like의 시각적인 효과가 떨어져 문제점을 해결하기가 용이하지 못한 실정이었다.

대한민국특허등록제10-1321569호(2013년 10월28일 공고)

그러므로 본 발명에서는 상기 종래기술의 문제점을 해결하여 Wool-Like 방적사로서의 방적사외관에 랩핑사가 돌출되는 시각적인 효과뿐만 아니라, 링 방적사의 단점인 내마찰성을 최소화시키고 균제도가 좋은 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 방적사를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 섬유장 34~52mm이며, 섬도 0.7~2.0dpf인 합성섬유 파이버와 섬유장 34~52mm이며, 섬도 3.0~8.0dpf인 셀룰로오스파이버와 혼합파이버로 슬라이버를 제조하여 연조공정을 거친 후, 상기 슬라이버를 무라타보텍스방적기에 공급하여 드래프트롤러로 이루어진 드래프트부를 통과시켜 연신한 후, 스핀들홀구경 0.9~1.2㎜인 스핀들을 이용하여 섬유속 공급속도 350~450 m/min으로 방적사를 형성한 후, 권취하는 것을 특징으로 하는 내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사의 제조방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 파이버 섬도 0.7~2.0dpf 합성섬유파이버와 파이버 섬도 3.0~8.0dpf 셀룰로오스파이버로 혼합 슬라이버를 제조하여 연조공정을 거친 후, 상기 슬라이버를 세라믹 노즐을 사용한 무라타보텍스방적기에 공급하여 드래프트롤러로 이루어진 드래프트부를 통과시켜 연신한 후, 방적사 진행방향으로 파이버가 배열된 코어부와 코어부의 외주를 일부파이버가 감싸 랩핑부를 가지는 방적사를 형성한 후, 권취하여 내마찰성이 우수한 Wool-Like 효과의 에어젯트 방적사를 제조하는 방법이다.

우선, 본 발명의 에어젯트 방적사는 섬유장 34~52mm인 합성섬유 파이버와 섬유장 34~52mm인 셀룰로오즈파이버의 혼합파이버를 사용하게 되는데, 상기 파이버들은 스테이플 파이버를 사용하든지, 필라멘트상태로 방사된 것을 절단하여 토우(tow)로 만들어 사용하게 된다.

본 발명에서 사용되는 상기 셀룰로오스파이버는 섬도 3.0~8.0dpf, 섬유장 34~52㎜, 강도 1.5~4.0g/d, 신도 8~25%인 재생셀룰로오스 섬유이며, 레이온, 모달, 리오셀섬유등을 사용할 수 있다. 상기 합성섬유 파이버는 파이버섬도 0.7.0~2.0dpf, 섬유장 34~52㎜, 강도 3~8g/d, 신도 10~50%인 것을 사용하고, 폴리에스터, 아크릴, 나이론 등을 사용할 수 있다. 상기 합성섬유 파이버와 셀룰로오스파이버의 혼합파이버는 합성섬유가 90~60 중량% 셀룰로오스파이버가 40~10중량% 혼합되도록 하는 것이 시각적으로 Wool-Like 효과가 크며, 촉감도 Wool과 유사한 느낌을 부여할 수 있다.

특히 본 발명에서 Wool-Like한 에어젯트 혼합방적사로서 방적사외관에 미세한 헤어부를 다수 형성하게 하기 위해서는 합성섬유 파이버의 섬도는 작고, 셀룰로오스섬유 파이버의 섬도를 크게 하여야 코어부 보다 랩핑부에 셀룰로오스섬유가 많은 중량이 분포하게 되고 미세한 헤어가 형성될 수 있어 시각적으로 Wool에 유사한 효과를 나타낸다.

상기 파이버들은 섬유장이 34~52㎜가 되도록 절단하여 사용하는 것이 최상의 Wool-Like한 드래프트성과 촉감을 얻었다.

상기 준비된 스테이플 파이버들은 충분한 에이징과 개면을 한 다음 소면기에 공급하여 카딩하여 불순물, 단섬유 및 기타 잡물을 제거함과 동시에 파이버들을 일렬로 배열하고 슬라이버로 만들어 후공정인 연조공정에 공급하여 드래프트를 한다.

상기 합성섬유파이버와 셀룰로오스파이버의 혼합파이버는 혼타면 원료단계에서 합성섬유파이버에 셀룰로오즈파이버를 혼합하는 것이 균일한 혼섬을 위해 바람직 하지만, 연조 슬라이버의 혼합으로써 슬라이버간의 혼합도 할 수 있다.

연조공정에서의 드래프트 롤러는 3선석과 4선식이 일반적으로 사용되는데, 본 발명에는 4선식 드래프트 방식을 사용한다. 본 발명에 사용하는 섬유 파이버 스테이플 길이는 34~52㎜로서 롤러 게이지를 프론트∼세컨드 롤러의 간격은 42~56㎜, 세컨드와 3rd 롤러의 간격은 43~58㎜, 3rd 롤러와 백 롤러의 간격은 44~65㎜인 것이 가장 적당하며, 3선식 드래프트 방식을 사용할때에도 4선식 롤러 간격과 동일하다. 더블링은 6∼8가닥의 슬라이버이면 충분하며, 백드래프트 1.1∼1.3, 인터드래프트 1.1∼1.3, 토탈드래프트 6.0∼9.0이 적당하다.

상기 연조된 슬라이버는 무라타 보텍스 방적기의 노즐상단에 위치한 드래프트부로 공급되어 드래프트롤러에 의해 연신되어 섬도가 낮아지게 된다. 상기 드래프트부는 4선식 드래프트부로서 프론트∼세컨드 롤러의 간격은 43~58㎜, 세컨드와 3rd 롤러의 간격은 39~58mm, 3rd 롤러와 백 롤러의 간격은 41~60mm이며, 백드래프트 2.5~3.5, 인터드래프트 1.6~2.5, 메인드래프트 30~40, 토탈드래프트는 150~300이 적당하다.

본 발명은 상기 방적사형성시 도 1에 도시된 바와 같이 방적사 진행방향으로 배열된 코어부와 상기 코어부의 외주를 감싸는 랩핑부가 형성되는데, 섬도가 작은 합성섬유는 코어부로, 섬도가 큰 셀룰로오스섬유는 랩핑부로 이동하고 돌출됨으로서 시각적으로 Wool-Like한 외관의 성능을 발현하며, 에어젯트 방적 꼬임구조인 랩핑섬유로 인해 내마찰성을 특징으로 하고 있다.

시각적으로 Wool-Like의 효과를 올리기 위해선 스핀들홀의 직경이 클수록 코어부를 감싸는 파이버의 집속력이 떨어져 시각적으로 Wool-Like한 효과를 얻을 수 있었다. 스핀들홀구경은 0.9~1.2㎜인 것이 적당하며, 더욱 바람직하게는 1.3mm 사용하는 것이 Wool-Like 효과를 극대화 할수 있다. 1.3mm 초과시 결속력이 떨어져 방적사의 강도저하 및 약연사가 발생할 수 있다.

시각적인 Wool-Like 효과를 부여하기 위해선 섬유속의 공급속도가 중요하다. 섬유속의 공급속도를 올리면 코어부의 섬유 비율이 낮아지고 코어부를 감싸는 랩핑파이버의 양이 많아져서 Wool-Like 효과가 커지고 부드러운 촉감을 부여한다. 섬유속의 공급속도는 350∼450m/min이 바람직하며 방적성을 감안시 430m/min이 가장 좋다.

이하에서는 본 발명에서 사용되는 무라타 보텍스 방적기의 제조사의 유럽특허출원03005279.9호(2003.03.10.출원)의 도면 및 발명의 설명부분을 인용하여 설명하기로 한다. 본 발명에서 사용되는 무라타 보텍스 방적기는 도 6에서 도시된 바와 같이 슬라이버(1), 백롤러(2), 3°롤러(3), 2°롤러(4), 프론트롤러(5), 노즐(6), 방적사(7), 닙롤러(8), 송출롤러(9), 클리어부(10), 방적사패키지(11)로 이루어지며, 드래프트부에서의 연신작용은 상기에서 설명한 바 있다.

상기와 같이 드래프트부를 통과한 파이버들은 도 6의 노즐(6)내에서 방적사로 형성되는데, 방적사 형성과정은 도 7을 참조로 설명한다. 파이버들은 노즐멤버(14)내의 에어노즐홀(14b)로부터 주입되는 기류에 의해 파이버유도블럭(13)근처에서 발생되는 흡입유체에 의해 유도홀(13a)로 유도되며, 파이버들은 바늘(13b)의 주변을 따라 공급되어 스피닝챔버(14a)에 들어가게 된다.

이후 파이버는 스피닝챔버(14a)에 흡입되어 에어노즐홀(14b)로부터 주입되어 중공가이드봉(15) 상단에 위치한 스핀들(15a)의 주변에서 소용돌이치는 기류의 작용을 받는다. 일부 파이버들은 스핀들(15a)의 홀 속으로 직선으로 흡입되고, 일부 파이버는 분리되어 스핀들(15a)의 홀 밖으로 벗어나 중공가이드봉(15) 상단의 스핀들(15a)의 외주를 감싸기도 한다.

스핀들(15a)의 외주를 감싸는 파이버들은 소용돌이치는 기류의 방향으로 트위스트 되어 스핀들(15a) 홀 속으로 진행한 방적사의 외주를 감싸게 된다. 나아가 트위스트부분의 일부는 소용돌이치는 기류에 의해 프론트롤러(5)로 전파되려고 한다. 바늘(13b)은 프론트롤러(5)로부터 공급되는 파이버들이 상기 트위스트에 의해 꼬여지는 것을 방지하기 위해 상기 전파현상을 저지하는 작용을 한다.

소용돌이치는 기류에 의해 꼬여진 파이버들은 꼬여진 방적사로 형성되고 코어파이버와 랩핑파이버를 형성한다. 방적사는 스핀들(15)의 내부에 있는 방적사통로(15b)를 통해 지나가고 방적사방출포트(15c)를 통해 방출된다.

본 발명에서 소용돌이치는 기류가 작용하는 상기 스핀들(15a) 팁부분 중공 홀의 직경이 0.9~1.2㎜인 스핀들을 사용하며, 섬도가 큰 셀룰로오스파이버가 방적사의 외곽부로 랩핑함으로써 시각적으로 Wool-Like 효과를 부여하고, 코어부의 파이버를 랩핑함으로서 파이버의 결속력으로서 꼬임을 부여함과 동시에 내마찰성을 가지는 방적사를 제공한다. 스핀들 직경은 0.9㎜ 미만에서는 랩핑부의 파이버 결속력이 높아져 Wool-Like 효과가 떨어지고, 1.2mm초과시에는 소프트한 촉감과 Wool-Like한 효과는 좋아지지만 결속력이 떨어져 실이 빠지는 현상과 방적공정에서의 효율을 떨어진다.

섬유속의 공급속도는 350m/min∼450m/min으로 하여야 하는데, 공급속도가 늦을수록 코어부를 감싸는 랩핑섬유의 결속력이 강해져 시각적인 Wool-Like 효과 가 떨어진다. 350m/min미만에는 내마찰성은 우수하지만 실이 거칠어지고 Wool-Like 효과가 떨이지고 450m/min 초과시에는 실이 소프트해지나 꼬임을 구성하는 랩핑섬유의 결속력이 늘어져서 실이 빠지는 현상과 함께 방적 효율이 떨어진다.

이렇게 형성되어 노즐을 통과한 방적사(7)는 도 6의 닙롤러(8)와 송출롤러(9)사이를 통과하여 클리어부(10)를 통과하면서 미결속파이버를 제거한 후 방적사패키지(11)에 권취된다.

본 발명에서는 구성섬유로서 섬유장 34~52mm이며 비교적 굵은 섬유인 3.0~8.0dpf 셀룰로오즈파이버와 섬유장 34~52mm인 세섬도인 0.7~2.0dpf 합성섬유파이버의 혼합파이버로 이루어지고, 방적사 진행방향으로 배열된 코어부와 상기 코어부의 외주를 감싸는 랩핑부로 형성되고, 섬유의 구성비율이 합성섬유가 90~60 중량%, 셀룰로오스섬유 파이버가 40~10중량%으로 혼합된 시각적으로 Wool-Like 하며 균제도, 강신도 및 내마찰성이 우수한 에어젯트 혼합 방적사가 제공된다.

따라서 본 발명에 의하면, 일반사인 링 방적사와 비교하여 방적사외부에 랩핑사가 돌출되어 방적사외관에 헤어를 다수 형성함으로써 시각적인 Wool-Like성능은 극대화시키면서도 일반사의 링방적사 단점인 내마찰성이 우수한 Wool-Like 에어젯트 방적사를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명인 실시예 1의 에어젯트 방적사 표면 사진이며,
도 2는 본 발명인 실시예 2의 에어젯트 방적사 표면 사진이며,
도 3은 본 발명인 실시예 1로 만든 에어젯트방적사로 제작한 편물 원단의 외관 사진이며,
도 4는 비교예 1로 만든 링 방적사로로 제작한 편물 원단의 외관사진이며,
도 5은 실시예 2로 만든 에어젯트방적사로 제작한 편물 원단의 외관 사진이며,
도 6는 본 발명의 에어젯트 방적사를 제조하는데 사용되는 무라타보텍스방적기의 구조를 나타내는 개략도이au,
도 7는 본 발명의 에어젯트 방적사를 제조하는데 사용되는 무라타보텍스방적기의 노즐구조를 나타내는 단면도이다.

이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합 방적사의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1]

파이버섬도 1.2dpf, 섬유장이 51㎜, 강도 5.8g/d, 신도 25%인 폴리에스테르파이버와 섬도 5.5dpf, 섬유장이 51㎜, 강도 2.5g/d, 신도 20%인 레이온 파이버를 사용하여 각각 80/20%로 혼섬하여 원료상태에서 혼합, 소면기에 공급, 카딩하여 불순물, 단섬유 및 기타 잡물을 제거함과 동시에 토우들을 일렬로 배열하고 슬라이버로 만든 후, 후공정인 연조공정에 공급하여 드래프트를 하면서 0.14수의 연조슬라이버를 준비하였다. 준비된 연조슬라이버를 무라타보텍스방적기로 공급하여 4선식 드래프트부로서 롤러게이지가 56×54×57(㎜)이며, 백드래프트 3.0, 중간드래프트(Inter Draft) 1.8, 메인드래프트 37이고 토탈드래프트는 209인 드래프트부를 통과시켜 연신한 후, 스핀들홀구경 1.2㎜ 세라믹 노즐, 공급속도를 410 m/min으로 권취하여 면사번수 30수의 굵기의 에어젯트 방적사를 제조하였다.

[실시예 2]

파이버섬도 1.5dpf, 섬유장이 51㎜, 강도 3.5g/d, 신도 28%인 아크릴파이버와 섬도 5.5dpf, 섬유장이 51㎜, 강도 2.5g/d, 신도 20%인 레이온 파이버를 사용하여 각각 80/20%로 혼섬하여 실시예1과 같은 방법으로 면사번수 30수 굵기의 에어젯트 혼합방적사를 제조 하였다.

[비교예 1]

에어젯트 방적사와 비교하기 위해 일반 링방적을 이용하여 Wool-Like한 혼합 방적사 방적사를 제조하였다. 실시예 1와 동일한 섬유소재를 사용하였으며 동일한 폴리에스터 파이버와 레이온 파이버 중량비 80:20으로 실시예 1과 동일한 연조 롤러 게이지와 드래프트 조건으로 슬라이버를 제조한 후 4선식 조방공정을 통해 면사번수 30수 굵기의 Ring 방적사를 제조하였다. 링 방적에서 스핀들 RPM은 12500, 꼬임 횟수는 754TPM을 부여하였으며, 최종 자동 Winder로 속도 900m/분으로 권취하였다.

[실시예 3]

실시예 1로 제조된 폴리에스테르/레이온 에어젯트 방적사 30수를 이용하여, 원단의 평량이 263g/mㅂ의 편물원단을 제조 하였다.

[실시예 4]

실시예 2로 제조된 아크릴/레이온 에어젯트 방적사 30수를 이용하여, 실시예3과 동일한 원단 평량으로 편물원단을 제조 하였다.

[비교예 2]

비교예 1로 제조된 폴리에스테르/레이온 링 방적사 30수를 이용하여, 실시예3과 동일한 원단 평량으로 편물원단을 제조 하였다.

상기 실시예 및 비교예의 방적사의 물성을 측정하여 하기 표 1 내지 표3에 나타내었다.

구 분	실시예 1	실시예 2	비교예 1
번 수(Nec)	29.7	29.9	29.1
사 강 력 (cN)	388	345	351
신 도 (%)	8.0	7.8	8.1
강력CV (%)	9.2	8.7	9.0
균제도 U (%)	13.5	13.8	14.2
모우 지수 (cm/cm)	3.96	4.73	6.8

구 분	실시예 3	실시예 4	비교예 2	시험 방법
사행도(Spirality)	8	10	42	After 1st wash(mm)
필링	3.5	3.5	2.0	Test of ICI (300min)

1 : 슬라이버 2 : 백롤러
3 : 3°롤러 4 : 2°롤러
5 : 프론트롤러 6 : 노즐
7 : 방적사 8 : 닙롤러
9 : 송출롤러 10 : 클리어부
11 : 방적사패키지 13 : 파이버유도블럭
13a : 유도홀 13b : 바늘
14 : 노즐멤버 14a : 스피닝챔버
14b : 에어노즐홀 15 : 중공가이드봉
15a : 스핀들 15b : 방적사통로
15c : 방적사방출포트

Claims (4)

1. 섬유장 34~52mm이며, 섬도 0.7~2.0dpf인 합성섬유 파이버와 섬유장 34~52mm이며, 섬도 3.0~8.0dpf인 셀룰로오스파이버와 혼합파이버로 슬라이버를 제조하여 연조공정을 거친 후, 상기 슬라이버를 무라타보텍스방적기에 공급하여 드래프트롤러로 이루어진 드래프트부를 통과시켜 연신한 후, 스핀들홀구경 0.9~1.2㎜인 스핀들을 이용하여 섬유속 공급속도 350~450m/min으로 방적사를 형성한 후, 권취하는 것을 특징으로 하는 내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 합성섬유 파이버는 파이버섬도 0.7~2.0dpf, 섬유장 34~52㎜, 강도 3~8g/d, 신도 10~50%인 폴리에스테르, 아크릴, 나이론 중 어느 하나인 파이버이며, 셀룰로오스 섬유는 파이버섬도 3.0~8.0dpf, 섬유장 34~52㎜, 강도 1.5~4.0g/d, 신도 8~25%인 레이온, 모달, 텐셀 중 어느 하나인 재생셀룰로오스 섬유인 것을 특징으로 하는 내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 합성섬유파이버와 셀룰로오스파이버의 혼합파이버는 합성섬유파이버가 90~60중량%, 셀룰로오스파이버가 40~10중량% 혼합된 것을 특징으로 하는 내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사 의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 무라타보텍스방적기의 드래프트부는 4선식 드래프트부로서 프론트∼세컨드 롤러의 간격은 43~58㎜, 세컨드와 3rd 롤러의 간격은 39~58㎜, 3rd 롤러와 백 롤러의 간격은 41~60㎜이며, 백드래프트 2.5~3.5, 인터드래프트 1.6~2.5, 메인드래프트 30~40, 토탈드래프트는 150~300인 것을 특징으로 내마찰성이 우수한 Wool-Like 합성섬유/셀룰로오스섬유 에어젯트 혼합방적사의 제조방법.
   
   
   
   
   

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